E sono molto, molto piccoli. Quindi non potete davvero vederle. Eppure, ne stai guardando una.
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Scaviamo a fondo e conosciamo noi stessi.
Il tuo corpo è fatto di organi. Pelle, cervello, cuore, fegato, il solito. Questi organi sono fatti di tessuti. Quei tessuti sono fatti di cellule, che sono macchinari biologici meravigliosamente complicati che trasformano filamenti di DNA in, beh, voi. I biologi mi dicono che questo è un processo piuttosto complesso, quindi lascerò che siano loro a spiegarne i dettagli (gioco di parole).
In fondo alle cellule ci sono le molecole, gruppi di atomi legati insieme da forze chimiche. Gli atomi stessi sono un piccolo e denso nucleo circondato da nuvole di elettroni. Ignoreremo gli elettroni per ora e ci immergeremo nel nucleo.
Ogni nucleo è fatto di due tipi di particelle, protoni e neutroni, incollati insieme attraverso la forza nucleare forte. Se vi siete mai chiesti perché i nuclei atomici possono diventare solo così grandi, è perché questo è il limite della forza forte.
Ma ciò che lega insieme i nuclei non è un risultato diretto della forza forte. Invece, i protoni e i neutroni sono essi stessi solo collezioni di altre particelle ancora più piccole. Queste particelle più piccole sono legate insieme così intensamente che questo legame “trapela” (per mancanza di un termine migliore) oltre i confini dei protoni e dei neutroni, permettendo l’esistenza degli atomi.
Queste particelle più piccole che compongono i protoni e i neutroni sono chiamate quark, e sono strane.
In totale ci sono sei tipi di quark, e ad ognuno sono stati dati nomi deliziosamente eccentrici: up, down, top, bottom, strange e charm. Ognuno di essi ha una massa diversa, e ognuno interagisce con il resto dell’universo in un modo unico. I due più leggeri, l’up e il down, sono di gran lunga i più comuni, ed è quello che troverete all’interno dei vostri protoni e neutroni.
Un protone è fatto di tre quark, in particolare due up e un singolo down. Il neutrone è invertito, con due down e un solo up. I quark sono in grado di organizzarsi in terzine come questa a causa delle proprietà uniche della forza nucleare forte, e poiché gli up e i down sono i quark più comuni, i protoni e i neutroni sono molto prolifici nel nostro universo.
È possibile trasformare un neutrone in un protone, e viceversa, attraverso un’altra delle forze, questa volta la forza nucleare debole. Questa forza ha la capacità unica di trasformare un tipo di quark in un altro. Quindi se un protone, per esempio, viene colpito da una particella subatomica con sufficiente energia, la forza nucleare debole può trasformare uno dei suoi quark up in un quark down, convertendo quel protone in un neutrone, nel processo che trasforma l’atomo in un elemento diverso.
Voila: decadimento nucleare.
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